光折变晶体中高密度全息储存热固定技术探究

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1、光折变晶体中高密度全息储存热固定技术探究摘要：随着社会的进步及科学技术的发展，尤其是近年来计算机和互联网技术的发展，人们获取、处理、传输、存储和显示的信息量正以指数方式日益增加。光折变晶体以其特殊的性能优点在光学体全息存储等领域中有着广泛的应用。近年来，在提高数据存储密度、存取速度以及存储器性能等方面，已经取得了重大的研究进展。本研究主要从理论对全息储存热固定技术进行简单说明，并对光折变体全息存储材料特性的优化进行简单介绍。关键词：光折变晶体；全息存储；热固定信息科学技术的高速发展对信息存储技术提出了更高的要求，学体全息存储是光存储领域

2、中独具特色和发展潜力的一项技术，它具有存储容量大、存取时间短、抗电磁干扰能力强、冗余度高、可进行并行内容寻址等优点，因而引起了众多研究者的关注。为了使信息能够长期保存和非破坏性读出，必须对全息图进行固定。固定方法有热固定和电固定等，其中，热固定技术是目前研究得最为活跃并且效果很好的固定技术。1、体全息存储技术及发展概况步入信息时代，随着数字多媒体、互联网等高新科技的飞速发展，各种形式的数据信息日益激增，这无疑对现有的储存技术提出了更高的要求，因此，研究开发快速存取、超大容量、更高密度的新型储存器具有重要意义。1.1体全息存储技术的特点由

3、于信息科学技术的快速发展，使得需要处理和存储的信息量日益加大，信息系统对存储容量、数据传输速率及数据存储可靠性的要求不断提高。体全息存储是当前最有潜力的高速大容量信息存储技术，光折变材料是全息存储的首选材料。体全息存储技术与其他的数据存储技术相比，存在着许多优点，首先体全息存储器可以用于存在强电磁场干扰的特殊环境中。其次，体全息存储容量很高，而且全息图的波面重现性质决定了其高冗余度的特点，这是其它存储技术所不具有的。体全息存储技术可能达到非常高的数据传输率和很短的存取时间。1.2体全息存储技术的发展概况在全息术发展初期，全息图就被看作是

4、有潜力的光学存储方式。研究表明，全息存储器可望存储几千亿字节数据，以每秒10亿位或10亿位以上的速度传送数据，并在100微秒或更短的时间内随机选择一个数据页面。根据体全息存储的特性研究各种总体设计方案，均衡考虑误码率、容量、数据传输速率和坚固性、封装等，以期完善全息存储实用化系统设计，其中包括各种演示装置和产品级测试系统。2、光折变晶体中全息存储的基本原理在光折变晶体中，记录的全息图暗保存时间通常很短，而且在读取过程中会受到读出光的擦除。为了使信息能够长期保存和非破坏性读出，必须对全息图进行固定。体全息存储就是在厚记录介质内部记录下物光

5、与参考光的干涉图样，其在记录介质内部形成的体全息图的干涉条纹面是三维光栅。当三维光栅的总衍射波振幅达到最大值时，三维光栅的衍射应该满足布喇格条件，体全息图总是在满足布喇格条件时才能衍射出最强的再现像，若读出光入射角度或波长不满足布喇格条件，均会引起再现像衍射效率的急剧下降。体全息图的这种角度或波长选择性，允许我们在进行体全息存储时，采用不同入射角或不同波长的参考光，在记录介质的同一体积中记录多个不同的全息图。3、光折变晶体的全息存储热固定技术光折变晶体是常规体全息存储记录介质。光折变体全息存储是利用光折变晶体中光激发载流子的激发和输运机

6、制，以全息电子光栅的形式记录信息的，并且使用均匀光照射读取信息。3.1热固定的基本概念对全息电子光栅的热固定是基于空间电荷场作用下离子的运动机制，妮酸铿晶体中参与作用的离子被证明是H+质子。完整的热固定过程包括两个步骤：定影和显影过程。离子光栅适合于更长期的保存和更持久的光读出，从而实现非易失性全息存储。3.2热固定方法实施热固定的基本方法分为记录后补偿法和同时记录补偿法。一般而言，同时补偿记录比记录后补偿的热固定全息图的衍射效率更高。另外，由于同时记录补偿法的记录和读出在不同温度下进行，光折变晶体中全息光栅的条纹间距以及晶体折射率均会

7、随温度发生改变，导致相应的布喇格角也随温度变化。4、光折变体全息存储材料特性与优化光折变材料通常指可由光致空间电荷场通过线性电光效应引起折射率变化的电光材料。利用光折变材料的这种性质，可以在晶体内实现信息存储。材料的质量决定了存储系统的存储质量。4.1光折变体全息存储材料的性能要求光学质量、光折变灵敏度、动态范围和信息存储寿命是光折变全息存储介质的首要参考特性，这些特性直接影响和制约着存储器的存储密度、存储容量、数据读/写速率和数据误码率。信息通过成像系统和记录介质成像于阵列探测器上，成像的好坏不仅受成像系统质量的影响，而且还受存储介质

8、光学质量的影响。我们可以改善材料的光折变性能，通过改变LN晶体陷阱中心（如Nb犷十、Fe,十）的浓度和光折变敏感中心（如FeZ+）的浓度，以满足光折变体全息存储对材料灵敏度和再现图像信噪比的要求。信息存储寿